光电比色法英文解释翻译、光电比色法的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 photoelectric colorimetry
分词翻译:
光电的英语翻译:
photoelectricity
【医】 photoelectricity
比色法的英语翻译:
【化】 Colorimetry; Colourimetry
【医】 chromatometry; chromometry; colorimetric method; colorimetry
专业解析
光电比色法(Photoelectric Colorimetry),是一种基于物质对光的选择性吸收而建立起来的定量分析方法。它利用光电效应测量有色溶液对特定波长单色光的吸收程度(即吸光度),从而确定待测组分含量的仪器分析方法。
-
基本原理
其核心依据是朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)。该定律指出:当一束平行的单色光通过均匀、非散射的溶液时,溶液的吸光度(A)与溶液的浓度(c)和液层厚度(b)的乘积成正比。
数学表达式为:
$$
A = lg frac{I_0}{I} = varepsilon b c
$$
其中:
- $A$:吸光度(Absorbance),无量纲。
- $I_0$:入射光强度。
- $I$:透射光强度。
- $varepsilon$:摩尔吸光系数(Molar Absorptivity),单位 L·mol⁻¹·cm⁻¹,是物质在特定波长下的特征常数,反映其吸光能力。
- $b$:光程长度(Path Length),即比色皿厚度,单位 cm。
- $c$:溶液浓度,单位 mol/L。
通过测量标准溶液和待测溶液的吸光度,即可计算出待测组分的浓度。
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关键仪器设备
- 光源:通常为钨灯或卤钨灯,提供连续光谱。
- 单色器:将光源发出的复合光分解为单色光。常用棱镜或光栅。
- 比色皿:盛放待测溶液的透明容器,通常由光学玻璃或石英制成,具有精确的光程长度(如 1 cm)。石英比色皿适用于紫外-可见光区。
- 光电检测器:将透射光信号转换为电信号。常用光电管或光电倍增管。
- 信号显示系统:将电信号处理并显示为吸光度(A)或透光率(T%)的读数装置(如数字显示器)。
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操作步骤概要
- 样品处理与显色:将待测组分通过化学反应转化为在可见光区有强吸收的有色化合物(显色反应)。选择适当的显色剂和控制反应条件(酸度、温度、时间)至关重要。
- 选择测量波长:通常选择有色物质的最大吸收波长(λmax)作为测量波长,以获得最高的灵敏度和准确性。
- 配制标准系列:用已知浓度的标准物质配制一系列浓度梯度的标准溶液,并进行显色。
- 绘制标准曲线:在选定波长下,以空白溶液(通常为不含待测组分的溶剂加显色剂)为参比,测量各标准溶液的吸光度。以吸光度(A)为纵坐标,浓度(c)为横坐标绘制标准曲线(工作曲线)。
- 测量待测溶液:在相同条件下测量待测溶液的吸光度。
- 结果计算:根据待测溶液的吸光度值,在标准曲线上查得或通过回归方程计算出其浓度。
-
应用领域
光电比色法因其设备相对简单、操作便捷、灵敏度较高(可达 10⁻⁷ g/mL)而被广泛应用于:
- 环境监测:测定水样中的重金属(如铬、铅、铜、铁)、氨氮、磷酸盐、酚类、氰化物等污染物含量。
- 工业分析:控制化工生产流程、产品质量检验(如食品、药品、化肥、钢铁中的微量元素)。
- 临床检验:测定生物样品(血液、尿液)中的某些生化指标(如血糖、胆固醇、酶活性)。
- 科学研究:化学、生物、材料等领域的定量分析。
引用参考来源:
- 武汉大学主编. 《分析化学》(上册)第五版. 高等教育出版社. (标准教材,阐述原理与定律)
- 中华人民共和国国家标准 (GB/T). (例如具体涉及水质、食品等检测的标准方法会详细规定光电比色法的应用步骤和仪器要求). (权威标准方法)
- 分光光度计仪器操作手册. (如PerkinElmer, Shimadzu, Thermo Fisher等主流仪器厂商). (提供仪器结构与操作细节)
- 环境监测技术规范 (HJ系列). 生态环境部. (具体应用实例,如水质分析). (行业应用规范)
网络扩展解释
光电比色法是一种通过光电仪器测量物质对特定波长光的吸收程度,从而定量分析物质浓度的方法。以下是综合多来源信息的详细解释:
一、基本定义
光电比色法利用光电转换元件(如光电池、光电管)代替人眼,测量有色溶液对光的吸收强度。其核心是将颜色转化为可量化的吸光度值,通过标准曲线确定待测物浓度。
二、基本原理
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朗伯-比尔定律:吸光度(A)与溶液浓度(c)及光程(b)成正比,公式为:
$$
A = varepsilon cdot c cdot b
$$
其中ε为摩尔吸光系数,该定律是定量分析的基础。
-
光吸收过程:光源发出的光经滤光片变成单色光,穿过比色皿时被溶液吸收,剩余光强度由光电检测器转换为电信号,最终计算吸光度。
三、仪器组成
典型的光电比色计包含以下部件():
- 光源:如钨灯,提供稳定光强
- 滤光片:筛选特定波长的单色光
- 比色皿:盛装待测溶液的透明容器
- 光电检测器(光电池/光电管):将光信号转化为电信号
- 显示装置:显示吸光度或透光率
四、主要特点
优点 |
局限性 |
消除人眼主观误差,精度高 |
需依赖标准曲线,制备耗时 |
可通过滤光片消除干扰,选择性好 |
仅适用于可见光区有色物质 |
测量快速,适合批量分析 |
仪器需定期校准维护 |
五、与目视比色法的区别
对比项 |
光电比色法 |
目视比色法 |
测量对象 |
特定波长光吸收强度 |
透射光整体强度 |
仪器依赖 |
必须使用光电仪器 |
仅需比色管 |
精确度 |
误差<5% |
依赖人眼判断误差较大 |
该方法广泛应用于环境监测、食品检测、医药分析等领域,如测定水中重金属含量。需注意选择合适滤光片波长(例如测高锰酸钾需选黄绿色滤光片),并定期校验仪器以保证数据准确性。
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